Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

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Inneres Sonnensystem
den radialen Temperaturgradienten dT/dr beschreiben läßt. In diesem Gleichgewichtsfall muß die im
Erdinneren immer wieder neu erzeugte Wärmeenergie kontinuierlich über die Planetenoberfläche
abgegeben werden (wobei der Wärmetransport sowohl durch Konvektion als auch durch Wärmeleitung
realisiert wird), damit im Inneren kein Wärmestau entsteht (Mantelkühlung). Im Fall der Erde beträgt
der Wärmefluß an der Oberfläche ungefähr 82 mW/m², wobei eine Hälfte für die Aufrechterhaltung
plattentektonischer Prozesse benötigt und die andere Hälfte letztendlich in den Kosmos abgestrahlt
wird. Beide Prozesse regulieren die Temperatur des Mantels und entsprechen somit einer effektiven
Mantelkühlung.
Hydrosphäre
Zwei-Drittel der Erdoberfläche (genau 71% oder 362 Millionen km²) sind von Wasser – und zwar in
seiner flüssigen Form – bedeckt. Das ist vom planetologischen Standpunkt nicht selbstverständlich, da
flüssiges Wasser nur in einem eng begrenzten Temperatur- und Druckbereich existiert. Der Bereich um
einen Stern, in denen ein Planet von der Größe und Masse der Erde über geologische Zeiträume
hinweg eine stabile Hydrosphäre halten kann, ist sehr, wenn nicht sogar extrem schmal. Detaillierte
Berechnungen von MICHAEL HART von der NASA sind in dieser Beziehung ernüchternd. Wäre die
Erde nur 0.05 AE näher an der Sonne entstanden, dann wären ihre Ozeane durch die Erwärmung der
Atmosphäre längst verdunstet. Venus hat dieses Schicksal erfahren. Die Ursache dafür ist die bereits
besprochene Treibhausinstabilität („Runaway Greenhouse Effect“. Umgekehrt hätte den Planeten das
Schicksal der sogenannten Totalvereisung („Runaway Glaciation“) ereilt, falls er nur um 1% weiter
entfernt von der Sonne entstanden wäre. Da wir wissen, wie wichtig flüssiges Wasser für
hochentwickeltes Leben ist, drückt allein diese eine Bedingung die Wahrscheinlichkeit für die Existenz
einer zweiten (bewohnten) Erde in unseren Milchstraßensystem auf einen sehr kleinen Wert.
Alle Weltmeere zusammen enthalten ungefähr 1345.1 Millionen km³ Wasser, die sich auf die
einzelnen Ozeane folgendermaßen verteilen:
Fläche in
6
10 km² Mittlere Tiefe in m Volumen in
Pazifischer Ozean 178.6 3923 700.6
Atlantischer Ozean 91.2 3761 343.3
Indischer Ozean 76.8 3696 293.8
Arktischer Ozean 15.2 1149 17.4
6
10 km³
Dazu kommt noch das im gefrorenen Zustand im Inlandeis der beiden Pole und im Gletschereis der
Hochgebirge vorhandene Wasser. Ihre Menge wird auf 28.5 Millionen km³ geschätzt. Dagegen sind
die irdischen Süßwasservorkommen verschwindend gering (ca. 0.124 Millionen km³).
Ein weiteres riesiges Wasserreservoir stellen die Gesteine des unteren Erdmantels dar. Sie können nach
neuesten experimentellen Untersuchungen bis zu 0.2 % ihres eigenen Gewichts an Wasser enthalten.
Wenn das stimmt, dann kann die im Erdmantel eingeschlossene Wassermasse ein Vielfaches der